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文檔簡(jiǎn)介
任務(wù)三
偏心受壓構(gòu)件任務(wù)描述和分析
單層廠房柱、一般框架柱、承受節(jié)間荷載的屋架上弦桿等其他大量構(gòu)件都屬于偏心受壓構(gòu)件,框架結(jié)構(gòu)的角柱則屬于雙向偏心受壓構(gòu)件。本節(jié)任務(wù)針對(duì)偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行講解,使讀者掌握偏心受壓構(gòu)件承載力的計(jì)算。一、偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)及其特征二、矩形截面偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算三、矩形截面偏心受壓案例講解四、對(duì)稱截面配筋承載力計(jì)算五、對(duì)稱截面配筋承載力計(jì)算案例講解六、強(qiáng)化任務(wù)七、任務(wù)總結(jié)目錄01偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)及其特征當(dāng)偏心率較大,并且受拉鋼筋不是太多時(shí),遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)的鋼筋先受拉屈服,然后近軸向力一側(cè)的混凝土被壓碎,稱為大偏心受壓破壞1.大偏心受壓(受拉破壞)3、大、小偏心受壓的分界2.小偏心受壓(受壓破壞)4、縱向彎曲對(duì)偏心受壓構(gòu)件承載能力的影響大、小偏心受壓構(gòu)件破壞特征的相同之處是受壓區(qū)邊緣的混凝土都被壓碎;不同之處是大偏心受壓構(gòu)件破壞時(shí)受拉鋼筋能屈服,而小偏心受壓構(gòu)件的受拉鋼筋不屈服或處于受壓狀態(tài)當(dāng)偏心率很小,或者受拉鋼筋布置過多時(shí),構(gòu)件截面一側(cè)混凝土的應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變,混凝土被壓碎,該側(cè)的受壓鋼筋屈服;另一側(cè)的鋼筋受拉但不屈服,或處于受壓狀態(tài)(此時(shí)全截面受壓),稱為小偏心受壓破壞鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件在偏心軸向力的作用下將產(chǎn)生彎曲變形,產(chǎn)生側(cè)向附加撓度,使臨界截面的軸向力偏心距增大,從而導(dǎo)致出現(xiàn)附加彎矩,這種現(xiàn)象稱偏心受壓構(gòu)件的縱向彎曲,產(chǎn)生的附加彎矩也稱為二階彎矩偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)及其特征02矩形截面偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算1.基本計(jì)算公式1)大偏心受壓構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)時(shí),大偏心受壓構(gòu)件中的受拉和受壓鋼筋應(yīng)力都能達(dá)到屈服強(qiáng)度,根據(jù)截面力和力矩的平衡條件(圖5.6a),大偏心受壓構(gòu)件正截面承載能力計(jì)算的基本公式為1.基本計(jì)算公式1.基本計(jì)算公式2)小偏心受壓構(gòu)件對(duì)于矩形截面小偏心受壓構(gòu)件而言,由于離軸力較遠(yuǎn)一側(cè)縱筋受拉不屈服或處于受壓狀態(tài),其應(yīng)力大小與受壓區(qū)高度有關(guān),而在構(gòu)件截面配筋計(jì)算中受壓區(qū)高度也未知的:
2.計(jì)算步驟①大小偏心受壓的判別方法如前所述,大小偏心的界限為:xbh0為大偏心受壓;xbh0為小偏心受壓。但在截面配筋計(jì)算時(shí),受壓區(qū)高度x未知。此時(shí)可先根據(jù)軸向壓力的偏心距大小來進(jìn)行初步判別:②大偏心受壓破壞情況1:A、As及x均未知:情況2:A為已知,As和x未知:③小偏心受壓破壞小偏心受壓應(yīng)滿足b和fsfy兩個(gè)條件。1)截面設(shè)計(jì)①給定偏心距e0,求軸向力設(shè)計(jì)值N可先按大偏心受壓的情況,對(duì)N作用點(diǎn)取矩:②給定軸力設(shè)計(jì)值N,求彎矩設(shè)計(jì)值M可先按大偏心受壓進(jìn)行計(jì)算,2.計(jì)算步驟2)承載力復(fù)核截面復(fù)核時(shí),通常截面尺寸bh、配筋面積As和As',材料強(qiáng)度及計(jì)算長(zhǎng)度l0均為已知,按下面兩種情況進(jìn)行計(jì)算:03矩形截面偏心受壓案例講解2.矩形截面偏心受壓案例講解案例1:已知一偏心受壓構(gòu)件,處于一類環(huán)境,截面尺寸為450×450mm,柱的計(jì)算長(zhǎng)度為3.3m,選用C35混凝土和HRB400級(jí)鋼筋,承受軸力設(shè)計(jì)值為N=1200kN,彎矩設(shè)計(jì)值為M=85kN,求該柱的截面配筋A(yù)s和A?!窘狻勘纠}屬于截面設(shè)計(jì)類(1)基本參數(shù)(2)計(jì)算ηei,判斷截面類型(3)計(jì)算As和A(4)驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的軸心抗壓承載能力2.矩形截面偏心受壓案例講解案例2:已知一偏心受壓構(gòu)件,處于一類環(huán)境,截面尺寸為400×500mm,柱的計(jì)算長(zhǎng)度為6m,選用C30混凝土和HRB335級(jí)鋼筋,As=1016mm2,A=1256mm2,軸力設(shè)計(jì)值為N=2600kN。求該柱能承受的彎矩設(shè)計(jì)值?!窘狻勘纠}屬于截面復(fù)核類(1)基本參數(shù)(2)判斷截面類型(3)驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的軸心受壓承載能力(4)計(jì)算ηei,計(jì)算M04對(duì)稱截面配筋承載力計(jì)算對(duì)稱截面配筋承載力計(jì)算
實(shí)際工程中,偏心受壓構(gòu)件在不同荷載組合作用下,可能承受變號(hào)彎矩,既在一種荷載組合下收拉部分在另外一種荷載組合下受壓。為了便于設(shè)計(jì)和施工,,常采用對(duì)稱配筋的方式。裝配式柱為了保證吊裝不出錯(cuò),也常采用對(duì)稱式配筋。1)
判別偏心情況:2)大偏心受壓情況3)小偏心受壓情況05對(duì)稱截面配筋承載力計(jì)算案例講解對(duì)稱截面配筋承載力計(jì)算案例講解【解】(1)基本參數(shù)(2)判斷截面類型(3)計(jì)算ηei(4)計(jì)算As和A06對(duì)稱截面配筋承載力計(jì)算案例講解六、強(qiáng)化任務(wù)已知一偏心受壓構(gòu)件,處于一類環(huán)境,截面尺寸為
500×500mm,柱的計(jì)算長(zhǎng)度為
3m,選用
C30混凝土和
HRB400級(jí)鋼筋,承受軸力設(shè)計(jì)值為
N=1100kN,彎矩設(shè)計(jì)值為
M=90kN,求該柱的截面配筋A(yù)s和As(')
。任務(wù)提示:首先判斷偏心受壓類型,再按照本章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算。07任務(wù)總結(jié)1.偏心
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